KR101342024B1 - Coating-type underlayer film forming composition containing naphthalene resin derivative for lithography - Google Patents

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KR101342024B1 KR1020087000594A KR20087000594A KR101342024B1 KR 101342024 B1 KR101342024 B1 KR 101342024B1 KR 1020087000594 A KR1020087000594 A KR 1020087000594A KR 20087000594 A KR20087000594 A KR 20087000594A KR 101342024 B1 KR101342024 B1 KR 101342024B1
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Abstract

나프탈렌 수지 유도체를 함유하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물을 제공하는 것이다.It is providing the coating type underlayer film forming composition for lithography containing a naphthalene resin derivative.

하기 일반식 (1):General formula (1) below:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008001762301-pct00049
Figure 112008001762301-pct00049

(식 중, A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내고, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, m1은 나프탈렌환으로 치환한 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m2는 나프탈렌환으로 치환한 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타낸다. n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물이다.(Wherein A represents an organic group having an aromatic group, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, and m 1 represents the number of A substituted with a naphthalene ring) An integer of 6 is represented, m2 is an integer of 0 to 5 in terms of the number of R 1 substituted with a naphthalene ring, and m1 + m2 is an integer of 1 to 6, and the balance in the case other than 6 represents a hydrogen atom. It is a coating type underlayer film forming composition for lithography containing the compound shown by ().

나프탈렌 수지, 리소그래피, 하층막, 포토레지스트Naphthalene resin, lithography, underlayer, photoresist

Description

나프탈렌 수지 유도체를 함유하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물{COATING-TYPE UNDERLAYER FILM FORMING COMPOSITION CONTAINING NAPHTHALENE RESIN DERIVATIVE FOR LITHOGRAPHY}Coating type underlayer film-forming composition for lithography containing a naphthalene resin derivative {COATING-TYPE UNDERLAYER FILM FORMING COMPOSITION CONTAINING NAPHTHALENE RESIN DERIVATIVE FOR LITHOGRAPHY}

본 발명은, 반도체 기판 가공시에 유효한 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물, 및 이 도포형 하층막 형성 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴 형성법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the coating type underlayer film forming composition for lithography effective at the time of a semiconductor substrate process, and the photoresist pattern formation method using this coating type underlayer film forming composition.

종래부터 반도체 디바이스 제조에 있어, 포토레지스트 조성물을 이용한 리소그래피에 의한 미세 가공이 이루어지고 있다. 상기 미세 가공은 실리콘 웨이퍼 등의 피가공 기판상에 포토레지스트 조성물의 박막을 형성하고, 그 위에 반도체 디바이스의 패턴이 그려진 마스크 패턴을 매개로 자외선 등의 활성 광선을 조사하고, 현상하여 얻어진 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 실리콘 웨이퍼 등의 피가공 기판을 에칭 처리하는 가공법이다. 그러나, 근래 반도체 디바이스의 고집적도화가 진행되고, 사용되는 활성 광선도 KrF 엑시머 레이저(248nm)에서 ArF 엑시머 레이저(193nm)로 단파장화되는 경향에 있다. 이에 따라 활성 광선 기판으로부터의 난반사나 정재파의 영향이 큰 문제였다. 따라서 포토레지스트와 피가공 기판 사이에 반사 방지막(Bottom Anti-Reflective Coating, BARC)을 마련하는 방법이 널리 검토되 게 되었다. BACKGROUND ART Conventionally, in semiconductor device manufacturing, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. The fine processing is a photoresist pattern obtained by forming a thin film of a photoresist composition on a substrate to be processed such as a silicon wafer, irradiating active light such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a pattern of a semiconductor device is drawn thereon, and developing the photoresist pattern. It is a processing method which etches a processed board | substrate, such as a silicon wafer, using as a protective film. However, in recent years, high integration of semiconductor devices has progressed, and active light rays used tend to be shortened from an KrF excimer laser (248 nm) to an ArF excimer laser (193 nm). As a result, the influence of diffuse reflection and standing waves from the active light substrate was a big problem. Therefore, a method of preparing a bottom anti-reflective coating (BARC) between the photoresist and the substrate to be processed has been widely studied.

반사 방지막으로는, 티탄, 이산화티탄, 질화티탄, 산화크롬, 카본, α-실리콘 등의 무기 반사 방지막, 및 흡광성 물질 및 고분자 화합물로 이루어진 유기 반사 방지막이 알려져 있다. 전자는 막형성에 진공 증착 장치, CVD장치, 스퍼터링 장치 등의 설비를 필요로 하는데 반해, 후자는 특별한 설비를 필요로 하지 않는다는 점에서 유리하여 많은 검토가 이루어지고 있다. 예를 들어, 가교 반응기인 히드록실기와 흡광기를 동일 분자 내에 갖는 노볼락 수지형 반사 방지막이나 아크릴 수지형 반사 방지막을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조.).As the antireflection film, inorganic antireflection films such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, α-silicon, and an organic antireflection film made of a light absorbing material and a high molecular compound are known. While the former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, a sputtering apparatus, etc. for film formation, the latter is advantageous in that it does not require a special apparatus, and many studies have been made. For example, the novolak-type antireflection film and acrylic resin antireflection film which have a hydroxyl group and a light absorber which are a crosslinking reactor in the same molecule are mentioned (for example, refer patent document 1, patent document 2).

유기 반사 방지막 재료로 바람직한 물성으로는, 빛이나 방사선에 대해 큰 흡광도를 가질 것, 반사 방지막 상에 도포되는 층과의 인터믹싱이 일어나지 않을 것(반사 방지막 상에 도포되는 재료에 이용되는 용제에 불용일 것), 도포시 또는 가열 건조시에 반사 방지막 재료로부터 상도 레지스트 중으로의 저분자 확산물이 없을 것, 포토레지스트에 비해 큰 드라이 에칭 속도를 가질 것 등이 있다(예를 들어, 비특허문헌 1, 비특허문헌 2, 비특허문헌 3 참조.).Preferable physical properties of the organic antireflection film material include a high absorbance against light or radiation, and no intermixing with the layer applied on the antireflection film (insoluble in the solvent used for the material applied on the antireflection film). And low molecular diffusion from the antireflection film material to the top coat resist during application or heat drying, and have a greater dry etching rate than the photoresist (for example, Non Patent Literature 1, See Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3.).

이후, 레지스트패턴의 미세화가 진행되면, 해상도 문제나 레지스트 패턴이 현상 후에 무너진다는 문제가 생겨, 포토레지스트의 박막화가 요구된다. 이 때문에, 기판 가공에 충분한 레지스트 패턴 막 두께를 얻기 어렵고, 레지스트 패턴뿐만 아니라, 레지스트와 가공하는 반도체 기판과의 사이에 작성되는 도포형 하층막에도 기판 가공시의 마스크로서의 기능을 갖게 하는 프로세스가 필요하게 되었다. 이와 같은 프로세스용 도포형 하층막으로 종래의 고에치레이트성 도포형 하층막과는 달 리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이 요구되게 되었다(예를 들어, 비특허문헌 4, 비특허문헌 5 참조.). 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지능을 부여할 수도 있어, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.Subsequently, when the resist pattern becomes finer, a problem of resolution or a problem that the resist pattern collapses after development occurs, and a thin film of the photoresist is required. For this reason, it is difficult to obtain a resist pattern film thickness sufficient for substrate processing, and not only a resist pattern but also the process of having a function as a mask at the time of processing a board | substrate also in the coating type underlayer film created between a resist and the semiconductor substrate to process are needed. Was done. As a coating type underlayer film for such a process, unlike a conventional high etchable coating type underlayer film, a coating type underlayer film for lithography having a selectivity of a dry etching rate close to the photoresist, which is smaller than the photoresist, The coating type underlayer film for lithography which has a small ratio of the selection rate of a dry etching rate compared with a semiconductor type substrate for lithography which has a selectivity of an etching rate, etc. (for example, nonpatent literature 4, nonpatent literature 5) Reference.). In addition, the anti-reflective performance can be imparted to such a coating-type underlayer film, and it can have the function of the conventional antireflection film together.

한편, 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위해, 도포형 하층막 드라이 에칭 시에 레지스트 패턴과 도포형 하층막을 포토레지스트 현상 시의 패턴 폭 보다 얇게 하는 프로세스도 사용되기 시작하였다. 이와 같은 프로세스용 도포형 하층막으로 종래의 고에치레이트성 반사 방지막과는 달리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 도포형 하층막이 요구되게 되었다. 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지막을 부여할 수도 있어, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.On the other hand, in order to obtain a fine resist pattern, the process of making a resist pattern and a coating type underlayer film thinner than the pattern width at the time of photoresist development at the time of application type underlayer film dry etching began to be used. As a coating type underlayer film for such a process, unlike a conventional high etch rate antireflection film, a coating type underlayer film having a selectivity of a dry etching rate close to a photoresist is required. Moreover, an antireflection film can also be provided to such a coating type underlayer film, and it can have the function of the conventional antireflection film together.

특허문헌 1: 미국특허 제5919599호 명세서Patent Document 1: U.S. Patent No. 5919599

특허문헌 2: 미국특허 제5693691호 명세서Patent Document 2: United States Patent No. 5693691 Specification

비특허문헌 1:톰 린치(Tom Lynch) 외 3명, [프로퍼티 앤드 퍼포먼스 오브 니어 UV 리플렉티비티 콘트롤 레이어(Properties and Performance of Near UV Reflectivity Control Layers)], (미국), 인 어드번스 인 레지스트 테크놀로지 앤드 프로세싱 XI(in Advances in Resist Technology and Processing XI), 옴커럼 나라마스(Omkaram Nalamasu) 편, 프로시딩스 오브 에스피아이이(Proceeding of SPIE), 1994년, 제2195권(Vol. 2195), 225-229쪽[Non-Patent Document 1] Tom Lynch, et al., [Properties and Performance of Near UV Reflectivity Control Layers], (United States), In Advance In resist In Advances in Resist Technology and Processing XI, Omkaram Nalamasu, Proceedings of SPIE, 1994, Vol. 2195, Vol. 2195, 225-. P. 229

비특허문헌 2: 지 테일러(G. Taylor) 외 13명, [메타크릴레이트 레지스트 앤드 안티리플렉티브 코팅 포 193nm 리소그래피(Methacrylate Resist and Antireflective Coatings for 193nm Lithography),(미국), 인 마이크로리소그래피1999: 어드번스 인 레지스트 테크놀로지 앤드 프로세싱 XVI(in Microlithography 1999: Advances in Resist Technology and Processing XVI), 윌 콘리(Will Conley) 편, 프로시딩 오브 에스피아이이(Proceeding of SPIE), 1999년, 제3678권(Vol. 3678), 174-185쪽[Non-Patent Document 2] G. Taylor, et al., 13, [Methacrylate Resist and Antireflective Coatings for 193 nm Lithography, USA], In Microlithography 1999: Advance in Resist Technology and Processing XVI, Will Conley, Proceeding of SPIE, 1999, Vol. 378 (Vol. 3678) ), Pp. 174-185

비특허문헌 3: 짐 디 미더(Jim D. Meador) 외 6명, [리센트 프로그레스 인 193nm 안티리플렉티브 코팅(Recent Progress in 193nm Antireflective Coatings)], (미국), 인 마이크로리소그래피1999: 어드번스 인 레지스트 테크놀로지 앤드 프로세싱 XVI(in Microlithography 1999: Advances in Resist Technology and Processing XVI), 윌 콘리(Will Conley) 편, 프로시딩 오브 에스피아이이(Proceeding of SPIE), 1999년, 제3678권(Vol. 3678), 800-809쪽[Non-Patent Document 3] Jim D. Meador, et al., 6 [Recent Progress in 193nm Antireflective Coatings], (US), In Microlithography 1999: Ad Burns In Resist Technology and Processing XVI (Advances in Resist Technology and Processing XVI), Will Conley, Proceeding of SPIE, 1999, Vol. 3678 (Vol. 3678) , 800-809

비특허문헌 4: 고쿠보 다다요시, [2층 레지스트 시스템: 프로세스 인테그레이션의 과제 해결을 위하여], (일본), MNC2002 기술 세미나, 레지스트 프로세스의 최전선, 2002년, 29-42쪽Non-Patent Document 4: Tadayoshi Kokubo, [A Two-Layer Resist System: For Solving the Problems of Process Integration], (Japan), MNC2002 Technical Seminar, Forefront of the Resist Process, 2002, pp. 29-42

비특허문헌 5: 가와이 요시오, [고해상 포지형 화학증폭 2층 레지스트],(일본), MNC2002 기술 세미나, 레지스트 프로세스의 최전선, 2002년, 43-48쪽[Non-Patent Document 5] Yoshio Kawa, [High-Resolution, Posi- tive Chemically Amplified Two-Layer Resist], (Japan), MNC2002 Technical Seminar, Forefront of the Resist Process, 2002, pp. 43-48

본 발명은, 반도체 장치 제조의 리소그래피 프로세스에 이용하기 위한 도포형 하층막 형성 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은, 포토레지스트층과의 인터믹싱이 일어나지 않고, 우수한 포토레지스 패턴을 얻을 수 있고, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막을 제공하는데 있다. 또한 본 발명은, 248nm, 193nm, 157nm 등의 파장의 조사광을 미세 가공에 사용할 때에 기판으로부터의 반사광을 효과적으로 흡수하는 성능을 부여할 수도 있다. 나아가 본 발명은 이 도포형 하층막 형성 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공하는데 목적이 있다.This invention provides the coating type underlayer film forming composition for using for the lithographic process of semiconductor device manufacture. In addition, the present invention does not occur intermixing with the photoresist layer, obtains an excellent photoresist pattern, and has a small dryness compared to an application type underlayer film for lithography and a photoresist having a selectivity of a dry etching rate close to the photoresist. A coating type underlayer film for lithography having a selectivity of an etching rate and a coating type underlayer film for lithography having a selectivity of a dry etching rate smaller than that of a semiconductor substrate are provided. Moreover, this invention can also give the performance which absorbs the reflected light from a board | substrate effectively, when irradiation light of wavelengths, such as 248 nm, 193 nm, 157 nm, is used for microfabrication. Furthermore, an object of this invention is to provide the formation method of the photoresist pattern using this coating type underlayer film forming composition.

이러한 현상을 감안하여 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 주쇄에 나트탈렌 유도체를 갖는 나프탈렌수지 유도체를 이용함으로써, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막을 형성할 수 있는 것을 발견하고, 나아가 반사 방지막으로서의 기능 부여 및 이를 위한 조성물의 248nm, 193nm, 157nm에서의 굴절율 n값과 감쇄계수 k값을 제어할 수 있는 것도 발견하여, 본 발명을 완성하였다.In view of such a phenomenon, the present inventors have intensively studied, and as a result, by using a naphthalene resin derivative having a naphthalene derivative in the main chain, an application-type underlayer film for photolithography and a photoresist having a selectivity of a dry etching rate close to the photoresist It has been found that a coating type underlayer film for lithography having a selectivity of a small dry etching rate compared with that of a semiconductor or a coating type underlayer film for lithography having a selectivity of a small dry etching rate relative to a semiconductor substrate can be formed, and further, functions as an antireflection film. The inventors also found that the refractive index n value and the attenuation coefficient k value at 248 nm, 193 nm, and 157 nm of the provision and the composition therefor can be controlled, thereby completing the present invention.

본 발명은 제1 관점으로, 하기 일반식 (1)The present invention is, in a first aspect, the following general formula (1)

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008001762301-pct00001
Figure 112008001762301-pct00001

(식 중, A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내고, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, m1은 나프탈렌환으로 치환한 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m2는 나프탈렌환으로 치환한 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타낸다. n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,(Wherein A represents an organic group having an aromatic group, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, and m 1 represents the number of A substituted with a naphthalene ring) An integer of 6 is represented, m2 is an integer of 0 to 5 in terms of the number of R 1 substituted with a naphthalene ring, and m1 + m2 is an integer of 1 to 6, and the balance in the case other than 6 represents a hydrogen atom. The coating type underlayer film forming composition for lithography containing the compound represented by ().

제2 관점으로, 하기 일반식 (2)In a second aspect, the following general formula (2)

[화학식 2](2)

Figure 112008001762301-pct00002
Figure 112008001762301-pct00002

(식 중, A,R1,m1,m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 같고, Ar1은 치환 또는 미치환의 방향족기이다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,In the formula, A, R 1 , m 1 , m 2 and n have the same meanings as in Formula (1), and Ar 1 is a substituted or unsubstituted aromatic group. Forming composition,

제3 관점으로, 하기 일반식 (3)In a third aspect, the following general formula (3)

[화학식 3](3)

Figure 112008001762301-pct00003
Figure 112008001762301-pct00003

(식 중, X는 단결합, 메틸렌기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소 원자수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고 R1, m1, m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 동일하다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,(Wherein X represents a single bond, a methylene group, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a divalent hydrocarbon group having an ether bond having 2 to 10 carbon atoms, or a carbonyl group, and Z represents -O-,- Represents a linking group represented by OC (= 0)-, Ar 2 represents an unsubstituted or aromatic ring substituted with a carboxylic acid, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, or a halogen group, and R 1 , m1, m2 and n have the same meanings as in the formula (1).) A coating type underlayer film forming composition for lithography, comprising a compound represented by

제4 관점으로, 하기 일반식 (4)In a fourth aspect, the following general formula (4)

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112008001762301-pct00004
Figure 112008001762301-pct00004

(식 중, X 및 Z는 식 (3)에서의 의미와 동일하고, Ar1은 식 (2)에서의 의미와 동일하고, Ar2는 식 (3)에서의 의미와 동일하며, 그리고 R1, m1, m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 동일하다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,(Wherein X and Z are the same as in formula (3), Ar 1 is the same as in formula (2), Ar 2 is the same as in formula (3), and R 1 , m1, m2 and n have the same meanings as in the formula (1).) An application type underlayer film forming composition for lithography, comprising

제5 관점으로, 하기 일반식 (5)In a fifth aspect, the following general formula (5)

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112008001762301-pct00005
Figure 112008001762301-pct00005

(식 중, X 및 Z는 식 (3)에서의 의미와 동일하고, Ar2는 식 (3)에서의 의미와 동일하며, 그리고 R1, m1, m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 동일하다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,Wherein X and Z are the same as in formula (3), Ar 2 is the same as in formula (3), and R 1 , m1, m2 and n are the meanings in formula (1) Coating type underlayer film-forming composition for lithography containing a compound represented by

제6 관점으로, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 가교성 화합물을 포함하는 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,In a sixth aspect, the coating type underlayer film forming composition for lithography according to any one of the first to fifth aspects, wherein the coating type underlayer film forming composition further comprises a crosslinkable compound,

제7 관점으로, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,In a seventh aspect, the coating type underlayer film forming composition for lithography according to any one of the first to fifth aspects, wherein the coating type underlayer film forming composition further includes an acid, an acid generator, or both.

제8 관점으로, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 제6 관점에 기재된 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,In an eighth aspect, the coating type underlayer film forming composition for lithography according to the sixth aspect, wherein the coating type underlayer film forming composition further includes an acid, an acid generator, or both.

제9 관점으로, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성함으로써 얻어지는 리소그래피용 도포형 하층막,In a ninth aspect, a coating type underlayer film for lithography obtained by applying and baking the coating type underlayer film forming composition according to any one of the first to fifth aspects on a semiconductor substrate,

제10 관점으로, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성하여 도포형 하층막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 제조에 이용되는 포토레지스트 패턴의 형성 방법,As a tenth viewpoint, the photoresist pattern used for semiconductor manufacture which includes the process of apply | coating and baking the coating type underlayer film forming composition in any one of a 1st viewpoint thru | or a 5th viewpoint on a semiconductor substrate, and forming a coating type underlayer film. Formation method,

제11 관점으로, 반도체 기판에 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정, 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법, 및From a 11th viewpoint, the process of forming this application | coating type underlayer film by the coating type underlayer film forming composition in any one of a 1st viewpoint thru | or a 5th viewpoint to a semiconductor substrate, the process of forming a resist film on it, exposure and image development A method of manufacturing a semiconductor device, including a step of forming a resist pattern, a step of etching the coating type underlayer film by the resist pattern, and a step of processing the semiconductor substrate by the patterned coating type underlayer film, and

제12 관점으로, 반도체 기판에 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 하드 마스크를 형성하는 공정, 나아가 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 하드 마스크를 에칭하는 공정, 패턴화된 하드 마스크에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이다.From a 12th viewpoint, the process of forming this application | coating type underlayer film by the coating type underlayer film forming composition in any one of a 1st viewpoint thru | or a 5th viewpoint to a semiconductor substrate, the process of forming a hard mask on it, Furthermore, a resist on it A process of forming a film, a process of forming a resist pattern by exposure and development, a process of etching a hard mask by a resist pattern, a process of etching this application underlayer film by a patterned hard mask, and a patterned application underlayer It is a manufacturing method of a semiconductor device including the process of processing a semiconductor substrate with a film | membrane.

본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물은 식 (1)로 나타내는 단위 구조를 갖는 나프탈렌수지 또는 식 (2)로 나타내는 단위 구조를 갖는 나프탈렌수지 중 어느 하나 이상을 포함하고, 나아가 용제를 포함하는 것이다. 그리고, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막은, 임의 성분으로, 가교제, 가교 촉매, 및 계면 활성제 등을 함유하는 것이다. 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막은, 용제를 제외한 고형분으로 0.1 내지 70중량%, 바람직하게는 0.5 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 40중량%의 비율로 함유하는 것이다. 고형분 중에서 식 (1)의 나프탈렌 유도체, 또는 식 (2)의 나프탈렌 수지를 5 내지 100중량%, 바람직하게는 7 내지 95중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 90중량%의 비율로 함유하는 것이다.The coating type underlayer film forming composition of this invention contains any one or more of the naphthalene resin which has a unit structure represented by Formula (1), or the naphthalene resin which has a unit structure represented by Formula (2), and also contains a solvent. And the coating type underlayer film for lithography of this invention contains a crosslinking agent, a crosslinking catalyst, surfactant, etc. as an arbitrary component. The coating type underlayer film for lithography of this invention contains 0.1 to 70 weight%, Preferably it is 0.5 to 50 weight%, More preferably, it is 1 to 40 weight% in solid content except a solvent. The naphthalene derivative of formula (1) or the naphthalene resin of formula (2) is contained in solid content in the ratio of 5 to 100 weight%, Preferably it is 7 to 95 weight%, More preferably, it is 10 to 90 weight%.

본 발명의 식 (1) 또는 식 (2)로 대표되는 단위 구조를 갖는 나프탈렌 수지는, 포토레지스트의 패터닝 시의 흡광성 화합물로 이용할 수도 있다. 본 발명의 나프탈렌 수지는, 반사 방지막의 위쪽으로 마련되는 포토레지스트층 중의 감광 성분의 감광 특성 파장 영역에서의 빛에 대하여 높은 흡수능을 갖고, 기판으로부터의 반사에 의해 생기는 정재파나 기판 표면의 단차에 의한 난반사를 방지할 수 있는 것이다.The naphthalene resin which has a unit structure represented by Formula (1) or Formula (2) of this invention can also be used as a light absorbing compound at the time of patterning of a photoresist. The naphthalene resin of the present invention has a high absorption ability against light in the photosensitive characteristic wavelength region of the photosensitive component in the photoresist layer provided above the antireflection film, and is caused by standing waves generated by reflection from the substrate or by the step difference of the substrate surface. You can prevent diffuse reflection.

식 (1) 또는 식 (2)로 대표되는 단위 구조를 갖는 나프탈렌 수지는 반복 단위 n이, 2 내지 7000, 또는 2 내지 5000, 또는 2 내지 300의 올리고머 또는 폴리머이고, 그 분자량은 사용하는 도포 용매, 용액 점도, 막형상 등에 의해 변동하지만, 중량 평균 분자량으로 400 내지 1000000, 바람직하게는 500 내지 500000, 더욱 바람직하게는 500 내지 300000이다.Naphthalene resin which has a unit structure represented by Formula (1) or Formula (2) is repeating unit n is 2-7000, or 2-5000, or 2-300 oligomer or polymer, The molecular weight is the coating solvent used Although it changes with solution viscosity, a film form, etc., it is 400-1 million, Preferably it is 500-50000, More preferably, it is 500-30000 in a weight average molecular weight.

식 (1) 또는 식 (2)로 대표되는 단위 구조를 갖는 나프탈렌 수지는 치환기(A)를 갖는다. 즉, 말단에 방향환 또는 헤테로 방향환을 갖는 측쇄(A)를 갖는 나프탈렌 노볼락 수지를 나타낸다. 또한 식 (1)은 히드록실기, 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 4의 알콕시기 또는 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐기로 이루어진 치환기(R1)를 가질 수도 있고, 나프탈렌환에 대한 치환기A의 개수 m1은 1 내지 6개이고, 또한 치환기(R1)의 개수 m2는 0 내지 5개이고, 치환기A와 치환기(R1)의 나프탈렌환 근처의 치환기 총수는 m1+m2=1 내지 6이고, 6이외의 경우의 잔부는 수소 원자이다. The naphthalene resin which has a unit structure represented by Formula (1) or Formula (2) has a substituent (A). That is, the naphthalene novolak resin which has a side chain (A) which has an aromatic ring or a hetero aromatic ring at the terminal is shown. In addition, formula (1) may have a substituent (R 1) consisting of a halogen group such as a hydroxyl group, an alkoxy group of carbon atoms, one alkyl group of 1 to 4, the number of 1 to 4 carbon atoms or a chlorine atom, a bromine atom, a naphthalene The number m1 of substituents A to the ring is 1 to 6, and the number m2 of substituents (R 1 ) is 0 to 5, and the total number of substituents near the naphthalene ring of substituent A and substituent (R 1 ) is m1 + m2 = 1. It is -6, and remainder in case other than 6 is a hydrogen atom.

식 (1)의 구체적인 폴리머인 식 (3)은, 치환기(A)의 부분에서 X는 단결합, 메틸렌기, 탄소 원자 수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소 원자 수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 방향족환(Ar2)를 나타낸다. 이 (Ar2)는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환을 들 수 있다.Formula (3), which is a specific polymer of formula (1), has X in the substituent (A) moiety having a single bond, a methylene group, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and an ether bond having 2 to 10 carbon atoms A divalent hydrocarbon group or a carbonyl group, Z represents a linking group represented by -O-, -OC (= O)-, Ar 2 is unsubstituted or carboxylic acid, carboxylic acid ester group, hydroxyl group, alkyl group, alkoxy Aromatic ring (Ar 2 ) substituted with a group, a sulfonic acid group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group. Examples of this (Ar 2 ) include heterocycles containing hetero atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, or a nitrogen atom thereof.

식 (1)의 유닛은 추가로 나프탈렌 유도체와 다른 방향족 화합물과의 노볼락 구조를 갖는 식 (2)의 수지를 들 수 있다. 식 (2)에서 나프탈렌 유도체와 노볼락 구조를 취하는 다른 방향족 화합물(Ar1)은 벤젠, 나프탈렌, 안트라센 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 유도체, 또는 이들에 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 유도체를 예시할 수 있다. 이들 중에서도 (Ar1)이 벤젠인 식 (5)에 상당하는 화합물이 바람직하다.The unit of Formula (1) can further mention resin of Formula (2) which has a novolak structure of a naphthalene derivative and another aromatic compound. Another aromatic compound (Ar 1 ) having a naphthalene derivative and a novolak structure in formula (2) is a derivative containing a hetero atom such as benzene, naphthalene, anthracene or a nitrogen atom thereof, or a carboxylic acid or carboxylic acid ester group And derivatives substituted with a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group. Among these, a compound (Ar 1) corresponds to a benzene of formula (5) is preferred.

식 (1) 및 식 (2)의 제조 방법은, 예를 들어 수산화나프탈렌과 아세트알데히드를 축중합하여 얻어지는 나프탈렌 수지를 제조하고, 이 나프탈렌 수지에 에피크롤히드린을 반응시켜, 글리시딜에테르기를 갖는 이 나프탈렌 수지를 제조하고, 이 글리시딜에테르기를 갖는 이 나프탈렌 수지와 벤젠, 나프탈렌 또는 안트라센의 카르본산이나 수산화물과 반응시켜 제조할 수 있다. The manufacturing method of Formula (1) and Formula (2) manufactures the naphthalene resin obtained by condensation-polymerizing naphthalene hydroxide and acetaldehyde, for example, makes epicrohydrin react with this naphthalene resin, and has a glycidyl ether group. This naphthalene resin can be manufactured and produced by reacting this naphthalene resin which has this glycidyl ether group, and the carboxylic acid and hydroxide of benzene, naphthalene, or anthracene.

식 (1)과 식 (2) 화합물 및 이들의 구체적인 식 (3) 내지 식 (5)의 화합물, 및 이들의 예시되는 화합물의 양 말단은, 수소 원자 또는 히드록실기를 가질 수 있다.Both terminals of the compounds of the formulas (1) and (2), the compounds of the formulas (3) to (5), and the exemplified compounds thereof may have a hydrogen atom or a hydroxyl group.

상기 제조 방법은 공지의 제조 조건을 이용할 수 있다. 예를 들어, 노볼락화의 반응 조건은 N-메틸피롤리돈 등의 용매중 또는 무용매중에서, 옥살산 등의 촉매를 이용하여 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키는 것에 의한다. 글리시딜에테르화의 반응 조건은, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 용매중에서, 벤질트리에틸암모늄클로리드 등의 촉매를 이용하여, 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키고, 나아가 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 용매중에서, 수산화나트륨 등의 촉매를 이용하여, 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키는 것에 의한다. 글리시딜에테르기와 방향족카르본산이나 수산화물과의 반응 조건은, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 용매중에서, 벤질트리에틸암모늄클로리드 등의 촉매를 이용하여 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키는 것에 의한다.The said manufacturing method can use well-known manufacturing conditions. For example, the reaction conditions of novolak are by reacting for 4 to 72 hours at a temperature of 50 to 180 ° using a catalyst such as oxalic acid in a solvent or no solvent such as N-methylpyrrolidone. Reaction conditions of glycidyl etherification are made to react for 4 to 72 hours at a temperature of 50-180 degrees using catalysts, such as benzyl triethylammonium chloride, in solvents, such as a propylene glycol monomethyl ether, and also propylene glycol In a solvent such as monomethyl ether, the reaction is carried out at a temperature of 50 to 180 ° using a catalyst such as sodium hydroxide for 4 to 72 hours. The reaction conditions of the glycidyl ether group and the aromatic carboxylic acid and the hydroxide are reacted for 4 to 72 hours at a temperature of 50 to 180 ° using a catalyst such as benzyltriethylammonium chloride in a solvent such as propylene glycol monomethyl ether. By letting

이 방법에 한정되지 않고 노볼락 수지를 주쇄로 하고 측쇄에 방향족 치환기를 갖는 폴리머의 공지의 제조 방법을 조합하여 제조할 수 있다.It is not limited to this method, It can manufacture combining a well-known manufacturing method of the polymer which has novolak resin as a principal chain and has an aromatic substituent in a side chain.

식 (1) 내지 식 (5)로 나타내는 나프탈렌 수지의 단위 구조의 구체예로 하기의 일반식으로 나타낼 수 있다.It can represent with the following general formula as a specific example of the unit structure of naphthalene resin represented by Formula (1)-Formula (5).

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식 (6) 내지 식 (157)에 있어서, 수 n1은 방향족환의 수소 원자에 대한 치환기의 수를 나타내고, 적어도 1이고, 최대로 방향족환에 존재하는 수소 원자의 수이다. 또한, 동일 방향족환에 다른 치환기에서 유래하는 n1이 여러 개 존재할 때에는 적어도 각각이 1이고, 이들의 합은 최대로 방향족환에 존재하는 수소 원자의 수이다. n은 반복 단위의 수이고, 상기 식 (1) 내지 식 (5)와 동일하다.In Formulas (6) to (157), the number n1 represents the number of substituents for the hydrogen atom of the aromatic ring, at least 1, and is the maximum number of hydrogen atoms present in the aromatic ring. Moreover, when there exist several n1 derived from another substituent in the same aromatic ring, each is at least 1, and the sum total is the number of hydrogen atoms which exist in an aromatic ring at maximum. n is the number of repeating units, and is the same as said Formula (1)-Formula (5).

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 상도하는 포토레지스와의 인터 믹싱을 방지하는 의미로, 도포 후, 가열에 의해 가교시키는 것이 바람직하고, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은 추가로 가교제 성분을 포함할 수 있다. 그 가교제로는, 멜라민계, 치환 요소계, 또는 이들의 폴리머계 등을 들 수 있다. 바람직하게는 적어도 2개의 가교 형성 치환기를 갖는 가교제이고, 메톡시메틸화글리콜우릴, 부톡시메틸화글리콜우릴, 메톡시메틸화멜라민, 부톡시메틸화멜라민, 메톡시메틸벤조구아나민, 부톡시메틸벤조구아나민, 메톡시메틸요소, 부톡시메틸요소, 메톡시메틸티오요소, 또는 메톡시메틸티오요소 등의 화합물이다. 또한, 이들 화합물의 축합체도 사용할 수 있다. 가교제의 첨가량은, 사용하는 도포 용제, 사용하는 하지 기판, 요구되는 용액 점도, 요구되는 막 형상 등에 의해 변동되지만, 전 고형분에 대해 0.001 내지 80중량%, 바람직하게는 0.01 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 40중량%이다. 이들 가교제는 자기 축합에 의한 가교 반응을 일으킬 수도 있으나, 본 발명의 상기 고분자 화합물 중에 가교성 치환기가 존재하는 경우는, 이들 가교성 치환기와 가교 반응을 일으킬 수 있다.The application type underlayer film forming composition for lithography of the present invention is preferably a crosslinked material by heating after application in the sense of preventing intermixing with a photoresist that coats the coating, and the coating type underlayer film forming composition for lithography of the present invention. Silver may further comprise a crosslinker component. As this crosslinking agent, a melamine type, a substituted element type, these polymer type, etc. are mentioned. Preferably it is a crosslinking agent which has at least 2 crosslinking substituents, It is methoxymethylated glycoluril, butoxymethylated glycoluril, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylbenzoguanamine, butoxymethylbenzoguanamine, Methoxymethylurea, butoxymethylurea, methoxymethylthiourea, or methoxymethylthiourea. Condensers of these compounds may also be used. The amount of the crosslinking agent added varies depending on the coating solvent to be used, the substrate to be used, the required viscosity of the solution, the required film shape, and the like, but is preferably 0.001 to 80% by weight, preferably 0.01 to 50% by weight, based on the total solids. Preferably 0.05 to 40% by weight. Although these crosslinking agents may cause crosslinking reaction by self-condensation, when a crosslinkable substituent exists in the said high molecular compound of this invention, it can cause crosslinking reaction with these crosslinkable substituents.

본 발명에서는 상기 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매로서, p-톨루엔술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 피리디늄p-톨루엔술폰산, 살리실산, 술포살리실산, 쿠엔산, 안식향산, 히드록시안식향산, 나프탈렌카르본산 등의 산성 화합물 또는/및 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디에논, 벤조인토시레이트, 2-니트로벤질토시레이트, 그 외 유기술폰산 알킬에스테르 등의 열산 발생제를 배합할 수 있다. 배합량은 전 고형분에 대해 0.0001 내지 20중량%, 바람직하게는 0.0005 내지 10중량%이다.In the present invention, as a catalyst for promoting the crosslinking reaction, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, quenoic acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, naphthalenecarboxylic acid and the like An acidic compound and / or thermal acid generators, such as 2,4,4,6- tetrabromocyclohexadienone, benzointosirate, 2-nitrobenzyl tosyrate, and other alkyl phosphonic acid alkyl ester, can be mix | blended. The compounding amount is 0.0001 to 20% by weight, preferably 0.0005 to 10% by weight based on the total solids.

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 리소그래피용 공정에서 상층에 피복되는 포토레지스트와의 산성도를 일치시키기 위해, 광산 발생제를 첨가할 수 있다. 바람직한 광산 발생제로는, 예를 들어, 비스(4-t-부틸페닐)요오드늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트 등의 오늄염계 광산 발생제류, 페닐-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등의 할로겐함유화합물계 광산 발생제류, 벤조인트시레이트, N-히드록시숙신이미드트리플루오로메탄술포네이트 등의 술폰산계 광산 발생제류 등을 들 수 있다. 상기 광산 발생제는 전 고형분에 대해 0.2 내지 10중량%, 바람직하게는 0.4 내지 5중량%이다.In the coating type underlayer film forming composition for lithography of the present invention, a photoacid generator may be added in order to match the acidity with the photoresist coated on the upper layer in the lithography process. As a preferable photoacid generator, Onium salt type photoacid generators, such as bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate and a triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, phenyl-bis ( Halogen-containing compound photoacid generators such as trichloromethyl) -s-triazine, sulfonic acid photoacid generators such as benzoin citrate and N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, and the like. The photoacid generator is 0.2 to 10% by weight, preferably 0.4 to 5% by weight based on the total solids.

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료로는, 상기 이외에 필요에 따라 추가로 흡광제, 레올로지 조정제, 접착 보조제, 계면 활성제 등을 첨가할 수 있다.As a coating type underlayer film material for lithography of the present invention, a light absorber, a rheology modifier, an adhesion aid, a surfactant, and the like may be further added, if necessary, in addition to the above.

추가의 흡광제로는 예를 들어, [공업용 색소의 기술과 시장](CMC 출판)이나 [염료 편람](유기합성화학협회 편)에 기재된 시판의 흡광제, 예를 들어, C. I. Disperse Yellow 1, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 23, 31, 49, 50, 51, 54, 60, 64, 66, 68, 79, 82, 88, 90, 93, 102, 114 및 124; C.I.Disperse Orange 1, 5, 13, 25, 29, 30, 31, 44, 57, 72 및 73; C.I.Disperse Red 1, 5, 7, 13, 17, 19, 43, 50, 54, 58, 65, 72, 73, 88, 117, 137, 143, 199 및 210; C.I.Disperse Violet 43; C.I.Disperse Blue 96; C. I. Fluorescent Brightening Agent 112, 135 및 163; C. I. Solvent Orange 2 및 45; C. I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27 및 49; C. I. Pigment Green 10; C. I. Pigment Brown 2 등을 적합하게 이용할 수 있다. 상기 흡광제는 통상, 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 10중량% 이하, 바람직하게는 5중량% 이하의 비율로 배합된다.As further light absorbers, for example, commercially available light absorbers described in [Technology and Market of Industrial Dyestuffs] (CMC Publishing) and [Dye Handbook] (Organic Synthetic Chemistry Association), for example CI Disperse Yellow 1, 3 , 4, 5, 7, 8, 13, 23, 31, 49, 50, 51, 54, 60, 64, 66, 68, 79, 82, 88, 90, 93, 102, 114 and 124; C.I. Disperse Orange 1, 5, 13, 25, 29, 30, 31, 44, 57, 72 and 73; C.I. Disperse Red 1, 5, 7, 13, 17, 19, 43, 50, 54, 58, 65, 72, 73, 88, 117, 137, 143, 199 and 210; C.I. Disperse Violet 43; C.I. Disperse Blue 96; C. I. Fluorescent Brightening Agents 112, 135, and 163; C. I. Solvent Orange 2 and 45; C. I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27 and 49; C. I. Pigment Green 10; C. I. Pigment Brown 2 etc. can be used suitably. The said light absorber is normally mix | blended in the ratio of 10 weight% or less, Preferably it is 5 weight% or less with respect to the total solid of the coating type underlayer film material for lithography.

레올로지 조정제는, 주로 도포형 하층막 형성 조성물의 유동성을 향상시키고, 특히 베이킹 공정에서 도포형 하층막의 막 두께 균일성 향상이나 홀 내부로의 도포형 하층막 형성 조성물의 충진성을 높일 목적으로 첨가된다. 구체예로는, 디메틸푸탈레이트, 디에틸푸탈레이트, 디이소부틸푸탈레이트, 디헥실푸탈레이트, 부틸이소데실푸탈레이트 등의 푸탈산 유도체, 디노르말부틸아디페이트, 디이소부틸아디페이트, 디이소옥틸아디페이트, 옥틸데실아디페이트 등의 아디핀산 유도체, 디노르말부틸멀레이트, 디에틸멀레이트, 디노닐멀레이트 등의 멀레인산 유도체, 메틸올레이트, 부틸올레이트, 테트라히드로푸르푸릴올레이트 등의 올레인산 유도체, 또는 노르말부틸스테아레이트, 글리세릴스테아레이트 등의 스테아린산 유도체를 들 수 있다. 이들 레올로지 조정제는 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 통상 30중량% 미만의 비율로 배합된다.The rheology modifier is mainly added for the purpose of improving the fluidity of the coating type underlayer film forming composition, and in particular, improving the film thickness uniformity of the coating type underlayer film and filling properties of the coating type underlayer film forming composition in the hole in the baking step. do. Specific examples thereof include a phthalic acid derivative such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dihexyl phthalate, and butyl isodecyl phthalate, dinomal butyl adipate, diisobutyl adipate, and diisoocta. Adipic acid derivatives such as tiladipate and octyldecyl adipate, mulleinic acid derivatives such as dinomal butylmulate, diethylmulate and dinonylmulate, methyl oleate, butyl oleate and tetrahydrofurfuryl oleate And oleic acid derivatives or stearic acid derivatives such as normal butyl stearate and glyceryl stearate. These rheology modifiers are normally mix | blended in the ratio of less than 30 weight% with respect to the total solid of the coating type underlayer film material for lithography.

접착 보조제는, 주로 기판 또는 포토레지스트와 도포형 하층막 형성 조성물의 밀착성을 향상시키고, 특히 현상에서 포토레지스트가 박리되지 않도록 하기 위한 목적으로 첨가된다. 구체예로는, 트리메틸클로로실란, 디메틸비닐클로로실란, 메틸디페닐클로로실란, 클로로메틸디메틸클로로실란 등의 클로로실란류, 트리메틸메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸디메톡시실란, 디메틸비닐에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 페닐트리에톡시실란 등의 알콕시실란류, 헥사메틸디실라잔, N,N'-비스(트리메틸시릴)우레아, 디메틸트리메틸시릴아민, 트리메틸시릴이미다졸 등의 실라잔류, 비닐트리클로로실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 실란류, 벤조트리아졸, 벤즈이미다졸, 인다졸, 이미다졸, 2-멜캅토벤즈이미다졸, 2-멜캅토벤조티아졸, 2-멜캅토벤조옥사졸, 우라졸, 티오우라실, 멜캅토이미다졸, 멜캅토피리미딘 등의 복소환식 화합물이나, 1,1-디메틸우레아, 1,3-디메틸우레아 등의 요소, 또는 티오요소 화합물을 들 수 있다. 이들 접착 보조제는, 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 통상 5중량% 미만, 바람직하게는 2중량% 미만의 비율로 배합된다.An adhesion aid is mainly added for the purpose of improving the adhesiveness of a board | substrate or photoresist and a coating type underlayer film forming composition, and especially preventing a photoresist from peeling in image development. Specific examples include chlorosilanes such as trimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, and chloromethyldimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, and dimethylvinylethoxy. Silanes such as silane, diphenyldimethoxysilane and alkoxysilanes such as phenyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, N, N'-bis (trimethylsilyl) urea, dimethyltrimethylsilylamine, trimethylsilylimidazole and the like Silanes such as residual, vinyltrichlorosilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, benzotriazole, benzimidazole, and indazole Heterocyclic compounds such as imidazole, 2-melcaptobenzimidazole, 2-melcaptobenzothiazole, 2-melcaptobenzoxazole, urazol, thiouracil, melcaptomidazole, and melcaptopyrimidine, 1,1-dimethylurea And urea such as 1,3-dimethylurea or thiourea compounds. These adhesion aids are mix | blended in the ratio of less than 5 weight% normally, Preferably it is less than 2 weight% with respect to the total solid of the coating type underlayer film material for lithography.

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료에는, 핀홀이나 스트레이션 등의 발생이 없고, 표면 얼룩에 대한 도포성을 더욱 향상시키기 위해, 계면 활성제를 배합할 수 있다. 계면 활성제로는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌옥틸페놀에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페놀에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌블럭코폴리머류, 솔비탄모노라우레이트, 솔비탄모노펄미테이트, 솔비탄모노스테아레이트, 솔비탄모노올레에이트, 솔비탄트리올레에이트, 솔비탄트리스테아레이트 등의 솔비탄 지방산 에스테르류, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노펄미테이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리올레에이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산 에스테르류 등의 비이온성계 계면 활성제, 에프톱EF301, EF303, EF352((주)토켐 프로덕트 제), 메가팍F171, F173(다이닛폰잉키(주) 제), 플로라도 FC430, FC431(스미토모 쓰리엠(주) 제), 아사히가드 AG710, 사프론 S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106(아사히 가라스(주) 제) 등의 불소계 계면 활성제, 올가노시록산폴리머 KP341(신에츠카가꾸코교(주) 제) 등을 들 수 있다. 이들 계면 활성제의 배합량은, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 통상 0.2중량% 이하, 바람직하게는 0.1중량% 이하이다. 이들 계면 활성제는 단독으로 첨가하여도 좋고, 또한 2종 이상의 조합으로 첨가할 수도 있다.The coating type underlayer film material for lithography of the present invention can be blended with a surfactant in order to further improve applicability to surface unevenness without occurrence of pinholes or streaks. As surfactant, For example, polyoxyethylene alkyl ethers, such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether, Polyoxyethylene alkylallyl ethers such as polyoxyethylene nonyl phenol ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopulmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monoolee Sorbitan fatty acid esters such as ate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopulmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxy Polyoxyethylene, such as ethylene sorbitan trioleate and polyoxyethylene sorbitan tristearate Nonionic surfactants, such as non-fatty acid ester, F-top EF301, EF303, EF352 (made by Tochem product), Megapak F171, F173 (made by Dainippon Inky Co., Ltd.), Florado FC430, FC431 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Asahigard AG710, Saffron S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.) Fluorine type surfactant, organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu) Kagaku Kogyo Co., Ltd.) etc. are mentioned. The compounding quantity of these surfactant is 0.2 weight% or less normally, Preferably it is 0.1 weight% or less with respect to the total solid of the coating type underlayer film material for lithography of this invention. These surfactants may be added alone or in combination of two or more kinds.

본 발명에서, 상기의 고분자 화합물 및 가교제 성분, 가교 촉매 등을 용해시키는 용제로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 메틸세로솔부아세테이트, 에틸세로솔부아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 피루빈산메틸, 피루빈산에틸, 초산에틸, 초산부틸, 젖산에틸, 젖산부틸 등을 이용할 수 있다. 이들 유기 용제는 단독 또는 2종 이상의 조합으로 사용된다.In the present invention, as the solvent for dissolving the above-mentioned high molecular compound, crosslinking agent component, crosslinking catalyst and the like, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl vertical solbu acetate, ethyl vertical solbu acetate, diethylene glycol monomethyl ether , Diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-hydride Ethyl hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxy acetate, methyl 2-hydroxy-3-methyl butyrate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate Ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, Ethyl lactate, butyl lactate, or the like can be used. These organic solvents are used individually or in combination of 2 or more types.

나아가, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 고비점 용제를 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 용제 중에서 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 젖산부틸, 및 시클로헥사논 등이 레벨링성의 향상에 대해 바람직하다.Furthermore, high boiling point solvents, such as propylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monobutyl ether acetate, can be mixed and used. Among these solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, cyclohexanone, and the like are preferable for improving the leveling property.

본 발명에서의 리소그래피용 도포형 하층막의 상부에 도포되는 포토레지스트로는 네가형, 포지형 모두 사용할 수 있고, 노볼락 수지와 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산에스테르로 이루어진 포지형 포토레지스트, 산에 의해 분해하여 알칼리 용해 속도를 상승시키는 기를 갖는 바인더와 광산 발생제로 이루어진 화학 증폭형 포토레지스트, 알칼리 가용성 바인더와 산에 의해 분해하여 포토레지스트의 알칼리 용해 속도를 상승시키는 저분자 화합물과 광산 발생제로 이루어진 화학 증폭형 포토레지스트, 산에 의해 분해하여 알칼리 용해 속도를 상승시키는 기를 갖는 바인더와 산에 의해 분해하여 포토레지스트의 알칼리 용해 속도를 상승시키는 저분자 화합물과 광산 발생제로 이루어진 화학 증폭형 포토레지스트, 골격에 Si 원자를 갖는 포토레지스트 등이 있고, 예를 들어 롬 앤드 하스사 제, 상품명 APEX-E를 들 수 있다.As the photoresist applied to the upper part of the coating type underlayer film for lithography in the present invention, both negative and positive types can be used, and a positive type photoresist composed of a novolak resin and 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester, Chemically amplified photoresist consisting of a binder and a photoacid generator having a group which decomposes by an acid to increase the alkali dissolution rate, and a low molecular compound and a photoacid generator which decomposes with an alkali-soluble binder and an acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist. Chemically amplified photoresist, a chemically amplified photoresist consisting of a binder having a group which is decomposed by an acid to increase the alkali dissolution rate and a low molecular compound and a photoacid generator decomposed by an acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist Photoresist having Si atoms And, examples thereof include the Rohm and Haas Company, trade name: APEX-E.

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료를 사용하여 형성한 도포형 하층막을 갖는 포토레지스트의 현상액으로는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수 등의 무기 알칼리류, 에틸아민, n-프로필아민 등의 제1 아민류, 디에틸아민, 디-n-부틸아민 등의 제2 아민류, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민 등의 제3 아민류, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알콜아민류, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 콜린 등의 제4급 암모늄염, 피롤, 피페리딘 등의 환상 아민류, 등의 알칼리류의 수용액을 사용할 수 있다. 나아가, 상기 알칼리류의 수용액에 이소프로필알콜 등의 알콜류, 비이온계 등의 계면 활성제를 적당량 첨가하여 사용할 수도 있다. 이들 중에서 바람직한 현상액은 제4급 암모늄염, 더욱 바람직하게는 테트라메틸암모늄히드록시드 및 콜린이다.As a developing solution of the photoresist which has a coating type underlayer film formed using the coating type underlayer film material for lithography of this invention, inorganic alkalis, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia water, ethyl, 1st amines, such as amine and n-propylamine, 2nd amines, such as diethylamine and di-n-butylamine, 3rd amines, such as triethylamine and methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, etc. Aqueous solutions of alkalis, such as quaternary ammonium salts, such as alcohol amines, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline, cyclic amines, such as pyrrole and piperidine, can be used. Furthermore, alcohols, such as isopropyl alcohol, and surfactant, such as a nonionic type, can also be added and used for the said aqueous solution of alkalis. Among these, preferred developer solutions are quaternary ammonium salts, more preferably tetramethylammonium hydroxide and choline.

다음으로 본 발명의 포토레지스트 패턴 형성법에 대해 설명하면, 정밀집적회로소자의 제조에 사용되는 기판(예를 들어 실리콘/이산화실리콘 피막, 유리 기판, ITO기판 등의 투명 기판) 상에 스피너, 코터 등의 적당한 도포 방법에 의해 도포형 하층막 형성 조성물을 도포 후, 베이크하여 경화시켜 도포형 하층막을 작성한다. 여기서 도포형 하층막의 막 두께로는 0.01 내지 3.0㎛가 바람직하다. 또한 도포후 베이킹하는 조건으로는 80 내지 250℃에서 1 내지 120분간이다. 그 후 도포형 하층막 상에 직접 또는 필요에 따라 1층 내지 수층의 도막 재료를 도포형 하층막 상에 성막한 후, 포토레지스트를 도포하고, 소정의 마스크를 통하여 노광하고, 현상, 린스, 건조함으로써 양호한 포토레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 필요에 따라 노광후 가열(PEB: Post Exposure Bake)을 할 수도 있다. 그리고, 포토레지스트가 상기 공정에 의해 현상 제거된 부분의 도포형 하층막을 드라이 에칭에 의해 제거하고, 원하는 패턴을 기판상에 형성할 수 있다.Next, the photoresist pattern forming method of the present invention will be described. Spinners, coaters and the like on a substrate (for example, a transparent substrate such as a silicon / silicon dioxide film, a glass substrate, an ITO substrate, etc.) used in the manufacture of the precision integrated circuit device. After apply | coating a coating type underlayer film forming composition by the suitable coating method of, it bakes and hardens and creates a coating type underlayer film. As film thickness of a coating type underlayer film, 0.01-3.0 micrometers is preferable here. Moreover, as conditions for baking after application | coating, it is 1 to 120 minutes at 80-250 degreeC. Thereafter, one layer to several layers of coating material is formed directly on the coating type underlayer film or as necessary on the coating type underlayer film, and then a photoresist is applied, exposed through a predetermined mask, and developed, rinsed and dried. By doing so, a good photoresist pattern can be obtained. If necessary, post exposure bake (PEB) may be performed. Then, the coating type underlayer film of the portion where the photoresist is developed and removed by the above process can be removed by dry etching, and a desired pattern can be formed on the substrate.

즉, 반도체 기판에 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정, 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 거쳐 반도체 장치를 제조할 수 있다.That is, this coating type underlayer is formed by the process of forming this coating type underlayer film by a coating type underlayer film forming composition on a semiconductor substrate, the process of forming a resist film on it, the process of forming a resist pattern by exposure and image development, and a resist pattern. A semiconductor device can be manufactured through the process of etching a film, and the process of processing a semiconductor substrate with a patterned application | coating underlayer film.

이후, 레지스트 패턴의 미세화가 진행되면, 해상도의 문제나 레지스트 패턴이 현상 후에 무너지는 문제가 발생하고, 포토레지스트의 박막화가 요구되게 된다. 이 때문에, 기판 가공에 충분한 레지스트 패턴 막 두께를 얻기 어렵고, 레지스트 패턴뿐만 아니라, 레지스트와 가공하는 반도체 기판 사이에 작성되는 도포형 하층막에도 기판 가공 시의 마스크로서의 기능을 갖게 하는 프로세스가 필요하게 되었다. 이와 같은 프로세스용의 도포형 하층막으로 종래의 고에틸레이트성 도포형 하층막과 달리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이 요구되게 되었다. 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지능을 부여할 수도 있고, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.Subsequently, as the resist pattern becomes finer, a problem of resolution or a problem that the resist pattern collapses after development occurs, and the thinning of the photoresist is required. For this reason, it is difficult to obtain a resist pattern film thickness sufficient for substrate processing, and the process which has not only a resist pattern but also the application | coating type underlayer film created between a resist and the semiconductor substrate to process has a function as a mask at the time of a substrate processing. . As a coating type underlayer film for such a process, unlike a conventional high-ethylate coating type underlayer film, the coating type underlayer film for lithography having a selectivity of the dry etching rate close to the photoresist and a small dry etching rate compared with the photoresist A coating-type underlayer film for lithography having a selectivity of lithography and a coating-type underlayer film for lithography having a selectivity of a small dry etching rate compared to a semiconductor substrate have been required. In addition, the coating type underlayer film may be provided with an antireflection performance, and may have a function of a conventional antireflection film.

한편, 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위해, 도포형 하층막 드라이 에칭 시에 레지스트 패턴과 도포형 하층막을 포토레지스트 현상 시의 패턴폭 보다 좁게하는 프로세스도 사용되기 시작되었다. 이와 같은 프로세스용의 도포형 하층막으로 종래의 고에틸레이트성 반사 방지막과는 달리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 도포형 하층막이 요구되게 되었다. 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지능을 부여할 수도 있고, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.On the other hand, in order to obtain a fine resist pattern, the process of making a resist pattern and a coating type underlayer film narrower than the pattern width at the time of photoresist development at the time of application type underlayer film dry etching also began to be used. As a coating type underlayer film for such a process, a coating type underlayer film having a selectivity of a dry etching rate close to the photoresist is required, unlike a conventional high ethylate antireflection film. In addition, the coating type underlayer film may be provided with an antireflection performance, and may have a function of a conventional antireflection film.

본 발명에서는 기판상에 본 발명의 도포형 하층막을 성막한 후, 도포형 하층막 상에 직접 또는 필요에 따라 1층 내지 여러층의 도막 재료를 도포형 하층막 상에 성막한 후, 포토레지스트를 도포할 수 있다. 이에 의해 포토레지스트의 패턴 폭이 좁아지고, 패턴이 무너지는 것을 방지하기 위해 포토레지스트를 얇게 피복한 경우에도 적절한 에칭 가스를 선택함으로써 기판 가공이 가능해진다.In the present invention, after depositing the coating type underlayer film of the present invention on a substrate, a film of one to several layers of coating film material is formed on the coating type underlayer film directly or as necessary on the coating type underlayer film, and then a photoresist is applied. It can be applied. As a result, the pattern width of the photoresist becomes narrow, and even when the photoresist is thinly coated in order to prevent the pattern from collapsing, substrate processing can be performed by selecting an appropriate etching gas.

즉, 반도체 기판에 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 규소 성분 등을 함유하는 도막 재료에 의한 하드 마스크를 형성하는 공정, 나아가 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 하드 마스크를 에칭하는 공정, 패턴화된 하드 마스크에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 거쳐 반도체 장치를 제조할 수 있다.That is, the process of forming this coating type underlayer film by a coating type underlayer film forming composition in a semiconductor substrate, the process of forming a hard mask by the coating film material containing a silicon component, etc. on it, Furthermore, the process of forming a resist film on it, A semiconductor substrate is formed by a process of forming a resist pattern by exposure and development, a process of etching a hard mask by a resist pattern, a process of etching this application underlayer film by a patterned hard mask, and a patterned application underlayer film. A semiconductor device can be manufactured through the process of processing the sigma.

본 발명의 나프탈렌 수지로 이루어진 리소그래피용 도포형 하층막은, 이들 요구를 만족하는 적당한 드라이 에칭 속도를 얻을 수 있는 특성을 갖고 있다.The coating type underlayer film for lithography which consists of naphthalene resin of this invention has the characteristic which can obtain the suitable dry etching rate which satisfy | fills these requirements.

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 반사 방지막으로서의 효과를 고려할 경우, 광 흡수 부위가 골격에 취입되어 있으므로, 가열 건조시에 포토레지스트 중으로의 확산물이 없고, 또한 광 흡수 부위는 충분히 큰 흡광 성능을 가지므로 반사광 방지 효과가 높다.In the coating type underlayer film forming composition for lithography of the present invention, when the effect as an antireflection film is taken into consideration, the light absorbing portion is blown into the skeleton, so there is no diffusion into the photoresist during heat drying, and the light absorbing portion is sufficiently Since it has a large light absorption performance, the anti-reflective effect is high.

본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 열 안정성이 높고, 소성 시의 분해물에 의한 상층막으로의 오염을 방지할 수 있고, 또한 소성 공정의 온도 마진에 여유를 갖게 할 수 있는 것이다.The coating type underlayer film forming composition for lithography of the present invention has high thermal stability, can prevent contamination of the upper layer film due to decomposition products during firing, and can afford a margin in the temperature margin of the firing step.

나아가, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료는, 프로세스 조건에 따라서는, 빛의 반사를 방지하는 기능과 추가로 기판과 포토레지스트의 상호 작용의 방지 또는 포토레지스트에 이용되는 재료 또는 포토레지스트로의 노광 시에 생성되는 물질의 기판으로의 악영향을 방지하는 기능을 갖는 막으로서의 사용이 가능하다.Furthermore, the coating type underlayer material for lithography of the present invention may be a material for preventing photoreflection and further preventing the interaction between the substrate and the photoresist, or a material or photoresist used for the photoresist, depending on the process conditions. It is possible to use the film as a film having a function of preventing adverse effects of the substance produced upon exposure to the substrate.

이하, 본 발명의 실시예, 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although the Example and comparative example of this invention demonstrate more concretely, this invention is not limited by this.

[합성예 1]Synthesis Example 1

식 (158)의 화합물(다이셀카가꾸코교(주) 제, 상품명: EHPE3150) 50.0g과 9-안트라센카르본산 57.4g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 435.7g에 용해시킨 후, 벤질트리에틸암모늄 1.5g을 첨가하고, 24시간 환류하고 반응시켜 식 (159)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 3000이었다.50.0 g of the compound of formula (158) (manufactured by Daicel Kagaku Co., Ltd., product name: EHPE3150) and 57.4 g of 9-anthracenecarboxylic acid were dissolved in 435.7 g of propylene glycol monomethyl ether, and then 1.5 g of benzyltriethylammonium was dissolved. It was added, refluxed and reacted for 24 hours to obtain a polymer compound solution of formula (159). The GPC analysis of the obtained polymer compound showed a weight average molecular weight of 3000 in terms of standard polystyrene.

Figure 112008001762301-pct00037
Figure 112008001762301-pct00037

[합성예 2][Synthesis Example 2]

식 (160)의 화합물(신닛테츠가꾸(주) 제, 상품명: ESN175S) 50.0g과 9-안트라센카르본산 37.3g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 353.0g에 용해시킨 후, 벤질트리에틸암모늄 1.0g을 첨가하고, 24시간 환류하고 반응시켜 식 (161)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 2500이었다.50.0 g of a compound of formula (160) (manufactured by Shinnitetsu Chemical Co., Ltd., product name: ESN175S) and 37.3 g of 9-anthracenecarboxylic acid were dissolved in 353.0 g of propylene glycol monomethyl ether, and then 1.0 g of benzyltriethylammonium was added. The mixture was refluxed and reacted for 24 hours to obtain a polymer compound solution of formula (161). As a result of GPC analysis of the obtained high molecular compound, the weight average molecular weight was 2500 in standard polystyrene conversion.

[화학식 160][Formula 160]

Figure 112008001762301-pct00038
Figure 112008001762301-pct00038

[화학식 161][Formula 161]

Figure 112008001762301-pct00039
Figure 112008001762301-pct00039

[합성예 3][Synthesis Example 3]

식 (162)의 화합물(신닛테츠가꾸(주) 제, 상품명: ESN375) 50.0g과 9-안트라센카르본산 60.1g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 447.0g에 용해시킨 후, 벤질트리에틸암모늄 1.6g을 첨가하고, 24시간 환류하고 반응시켜 식 (163)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 2500이었다.After dissolving 50.0 g of the compound of formula (162) (manufactured by Shinnitetsu Chemical Co., Ltd., product name: ESN375) and 60.1 g of 9-anthracenecarboxylic acid in 447.0 g of propylene glycol monomethyl ether, 1.6 g of benzyltriethylammonium was added. The mixture was refluxed and reacted for 24 hours to obtain a polymer compound solution of formula (163). As a result of GPC analysis of the obtained high molecular compound, the weight average molecular weight was 2500 in standard polystyrene conversion.

Figure 112008001762301-pct00040
Figure 112008001762301-pct00040

[합성예 4][Synthesis Example 4]

글리시딜메타크릴레이트 21g과 2-히드록시프로필메타크릴레이트 39g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 242g에 용해시킨 후, 70℃까지 승온시켰다. 그 후 반응액을 70℃로 유지하면서 아조비스이소부틸로니트릴 0.6g을 첨가하고, 70℃에서 24시간 반응시켜 식 (164)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 50000이었다.After dissolving 21 g of glycidyl methacrylate and 39 g of 2-hydroxypropyl methacrylate in 242 g of propylene glycol monomethyl ether, it heated up to 70 degreeC. Thereafter, 0.6 g of azobisisobutyronitrile was added while maintaining the reaction solution at 70 ° C, and reacted at 70 ° C for 24 hours to obtain a polymer compound solution of formula (164). The GPC analysis of the obtained high molecular compound showed a weight average molecular weight of 50000 in terms of standard polystyrene.

[화학식 164]≪ EMI ID =

Figure 112008001762301-pct00041
Figure 112008001762301-pct00041

상기 수지 20g을 갖는 용액 100g에 9-안트라센카르본산 10g과 벤질트리에틸암모늄클로리드 0.3g을 첨가하고, 130℃에서 24시간 반응시켜 식 (165)의 고분자 화합물 용액을 얻었다.10 g of 9-anthracenecarboxylic acid and 0.3 g of benzyltriethylammonium chloride were added to 100 g of the solution having 20 g of the resin, and reacted at 130 ° C. for 24 hours to obtain a polymer compound solution of formula (165).

[화학식 165]Formula 165

Figure 112008001762301-pct00042
Figure 112008001762301-pct00042

[합성예 5]Synthesis Example 5

히드록시프로필메타크릴레이트 13.2g과 벤질메타크릴레이트 6.8g을 테트라히드로푸란 74.4g에 용해시킨 후, 70℃까지 승온시켰다. 그후 반응액을 70℃로 유지하면서 아조비스이소부틸로니트릴 0.2g을 첨가하고, 70℃에서 24시간 반응시켰다. 반응 용액은 냉각 후, 디에틸에테르에 투입하고, 폴리머를 재침전, 가열 건조하여 식 (166)의 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 70000이었다.13.2 g of hydroxypropyl methacrylate and 6.8 g of benzyl methacrylate were dissolved in 74.4 g of tetrahydrofuran and then heated up to 70 ° C. Thereafter, 0.2 g of azobisisobutylonitrile was added while maintaining the reaction solution at 70 ° C, and reacted at 70 ° C for 24 hours. After cooling, the reaction solution was poured into diethyl ether, and the polymer was reprecipitated and dried under heat to obtain a resin of the formula (166). The GPC analysis of the obtained polymer compound showed a weight average molecular weight of 70000 in terms of standard polystyrene.

[화학식 166]≪ EMI ID =

Figure 112008001762301-pct00043
Figure 112008001762301-pct00043

[실시예 1]Example 1

상기 합성예 2에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 10g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.To 10 g of propylene glycol monomethyl ether solution having 2 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 2, 0.4 g of tetrabutoxymethyl glycoluril and 0.05 g of pyridinium p-toluenesulfonic acid were mixed, 3.0 g of propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate. It dissolved in 11.0 g and used as a solution. Thereafter, the resultant was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.10 µm, and further filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 µm to prepare a coating-type underlayer film solution for lithography.

[실시예 2][Example 2]

상기 합성예 3에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 10g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리 소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.To 10 g of propylene glycol monomethyl ether solution having 2 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 3, 0.4 g of tetrabutoxymethyl glycoluril and 0.05 g of pyridinium p-toluenesulfonic acid were mixed, 3.0 g of propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate. It dissolved in 11.0 g and used as a solution. Thereafter, the resultant was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.10 µm, and further filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 µm to prepare a coating-type underlayer film solution for lithography.

[실시예 3][Example 3]

상기 합성예 1에서 얻은 고분자 화합물 1g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 5g과 상기 합성예2에서 얻은 고분자 화합물 1g을 갖는 용액 5g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.0.4 g of tetrabutoxymethylglycoluril and 0.05 g of pyridinium p-toluenesulfonic acid in 5 g of a propylene glycol monomethyl ether solution having 1 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 1 and 5 g of a solution containing 1 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 2 Were mixed and dissolved in 3.0 g of propylene glycol monomethyl ether and 11.0 g of ethyl lactate to obtain a solution. Thereafter, the resultant was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.10 µm, and further filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 µm to prepare a coating-type underlayer film solution for lithography.

[실시예 4]Example 4

상기 합성예 1에서 얻은 고분자 화합물 1.6g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 8g과 상기 합성예2에서 얻은 고분자 화합물 0.4g을 갖는 용액 2g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.0.4 g of tetrabutoxymethylglycoluril and 2.5 g of pyridinium p-toluenesulfonic acid in 8 g of propylene glycol monomethyl ether solution having 1.6 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 1 and 2 g of solution having 0.4 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 2 0.05 g was mixed and dissolved in 3.0 g of propylene glycol monomethyl ether and 11.0 g of ethyl lactate to obtain a solution. Thereafter, the resultant was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.10 µm, and further filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 µm to prepare a coating-type underlayer film solution for lithography.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 합성예 4에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 10g에 테트라메톡시메틸글리콜우릴 0.5g과 p-톨루엔술폰산 0.02g을 혼합 하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 37.3g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 19.4g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 반사 방지막 용액을 조제하였다.10 g of propylene glycol monomethyl ether solution having 2 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 4 was mixed with 0.5 g of tetramethoxymethyl glycoluril and 0.02 g of p-toluenesulfonic acid, and 37.3 g of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl It was dissolved in 19.4 g of ether acetate to obtain a solution. Thereafter, the resultant was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.10 µm, and further filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 µm to prepare an antireflection film solution.

[비교예 2]Comparative Example 2

상기 합성예 5에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 테트라히드로푸란용액 10g에 헥사메톡시메티롤멜라민 0.5g과 p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 39.5g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 반사 방지막 용액을 조제하였다.To 10 g of tetrahydrofuran solution containing 2 g of the polymer compound obtained in Synthesis Example 5, 0.5 g of hexamethoxymethylol melamine and 0.05 g of p-toluenesulfonic acid were mixed, and dissolved in 39.5 g of propylene glycol monomethyl ether to prepare a solution. Thereafter, the resultant was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.10 µm, and further filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 µm to prepare an antireflection film solution.

(광학 파라메터의 측정)(Measurement of optical parameters)

실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1, 2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.06㎛)을 형성하였다. 그리고, 이들 도포형 하층막 및 반사 방지막을 분광 엘립소메터를 이용하여, 파장 248nm 및 파장 193nm에서의 굴절율(n값) 및 감쇄 계수(k값)를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.The coating type underlayer film solution prepared in Examples 1 to 4 and the antireflection film solution prepared in Comparative Examples 1 and 2 were applied onto a silicon wafer using a spinner. It heated at 205 degreeC for 1 minute on the hotplate, and formed the application | coating type underlayer film and the anti-reflective film (film thickness of 0.06 micrometer). And the refractive index (n value) and attenuation coefficient (k value) in these coating type underlayer film and antireflection film in wavelength 248nm and wavelength 193nm were measured using the spectroscopic ellipsometer. The results are shown in Table 1.

(포토레지스트 용제로의 용출 시험)(Dissolution test for photoresist)

실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이 트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.10㎛)을 형성하였다. 이 도포형 하층막 및 반사 방지막을 레지스트에 사용하는 용제, 예를 들어 젖산에틸, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르에 침적하고, 이 용제에 불용인 것을 확인하였다.The coating type underlayer film solution prepared in Examples 1 to 4 and the antireflection film solution prepared in Comparative Examples 1 and 2 were applied onto a silicon wafer using a spinner. It heated at 205 degreeC for 1 minute on the hotplate, and formed the application | coating type underlayer film and the anti-reflective film (film thickness 0.10 micrometer). This coating type underlayer film and antireflection film were immersed in the solvent used for a resist, for example, ethyl lactate, and propylene glycol monomethyl ether, and it confirmed that it was insoluble in this solvent.

(포토레지스트와의 인터 믹싱 시험)(Intermix Test with Photoresist)

실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.10㎛)을 형성하였다. 이 리소그래피용 도포형 하층막 및 반사 방지막의 상층에 시판의 포토레지스트 용액(시프레사 제·상품명 UV113 등)을 스피너를 이용하여 도포하였다. 핫플레이트 상에서 120℃ 1분간 가열하고, 포토레지스트를 노광 후, 노광후 가열을 115℃ 1분간 행하였다. 포토레지스트를 현상시킨 후, 도포형 하층막 및 반사 방지막의 막 두께를 측정하고, 실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액에서 얻은 도포형 하층막 및 반사 방지막과 포토레지스트층과의 인터 믹싱이 일어나지 않는 것을 확인하였다.The coating type underlayer film solution prepared in Examples 1 to 4 and the antireflection film solution prepared in Comparative Examples 1 and 2 were applied onto a silicon wafer using a spinner. It heated at 205 degreeC for 1 minute on the hotplate, and formed the application | coating type underlayer film and the anti-reflective film (film thickness 0.10 micrometer). A commercially available photoresist solution (manufactured by Cypress, trade name UV113, etc.) was applied to the upper layer of the coating underlayer film for lithography and the antireflection film by using a spinner. It heated at 120 degreeC for 1 minute on a hotplate, and post-exposure heating was performed at 115 degreeC for 1 minute after exposure of the photoresist. After the photoresist was developed, the film thicknesses of the coating type underlayer film and the antireflection film were measured, and the coating type underlayer film obtained from the coating type underlayer film solution prepared in Examples 1 to 4 and the antireflection film solution prepared in Comparative Examples 1 and 2 were used. And it was confirmed that intermixing of the antireflection film and the photoresist layer did not occur.

(드라이 에칭 속도 측정)(Dry Etch Rate Measurement)

실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.10㎛)을 형성하였다. 그리고 니혼사이엔티픽제 RIE시스템 ES401, 삼코 제 RIE-10NR, 람 리서치 제 TCP9400을 이용하여 드라이 에칭 속도를 측정하였다.The coating type underlayer film solution prepared in Examples 1 to 4 and the antireflection film solution prepared in Comparative Examples 1 and 2 were applied onto a silicon wafer using a spinner. It heated at 205 degreeC for 1 minute on the hotplate, and formed the application | coating type underlayer film and the anti-reflective film (film thickness 0.10 micrometer). The dry etching rate was measured using a RIE system ES401 manufactured by Nihon Scientific Co., Ltd., a RIE-10NR manufactured by Samko, and TCP9400 manufactured by Lam Research.

또한, 마찬가지로 포토레지스트 용액(시플레사 제·상품명 UV113)을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도막을 작성하였다. 그리고 니혼사이엔티픽제 RIE시스템 ES401을 이용하여 드라이 에칭 속도를 측정하고, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1,2의 도포형 하층막 및 반사 방지막의 드라이 에칭 속도와 비교하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.In addition, similarly, the coating film was created on the silicon wafer using the spinner for the photoresist solution (made by Siflesa, brand name UV113). And dry etching rate was measured using the RIE system ES401 made from Nippon Scientific, and it compared with the dry etching rate of the application type underlayer film and antireflection film of Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2. The results are shown in Table 1.

또한, 반도체 기판의 드라이 에칭 속도를 삼코 제 RIE-10NR이나 람리서치 제 TCP9400을 이용하여 측정하고 실시예 1 내지 4 및 비교예 1,2의 도포형 하층막 및 반사 방지막의 드라이 에칭 속도와 비교하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.In addition, the dry etching rate of the semiconductor substrate was measured using a RIE-10NR manufactured by Samko and TCP9400 manufactured by Ram Research, and compared with the dry etching rates of the coating type underlayer film and the antireflection film of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. . The results are shown in Table 2.

표 2에서, 레지스트에 대한 본 발명의 도포형 하층막의 드라이 에칭 속도비(도포형 하층막/레지스트)의 측정(1)은, CF4 가스를 에칭 가스로서 이용하였다. In Table 2, the measurement (1) of the coating-type underlayer film of the present invention, the dry etching rate of the non-resist (coating-type underlayer film / resist) is, was used CF 4 gas as an etching gas.

본 발명의 도포형 하층막에 대한 기판상의 SiO2막의 드라이 에칭 속도비(SiO2/도포형 하층막)의 측정(2)은, C4F8 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.Measurement (2) of the SiO 2 film, the dry etching rate ratio (SiO 2 / coating-type underlayer film) on the substrate for the coating-type underlayer film of the present invention, was used as an etching gas C 4 F 8 gas.

본 발명의 도포형 하층막에 대한 기판상의 질화규소막의 드라이 에칭 속도비(질화규소/도포형 하층막)의 측정(3)은, CHF3 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.Measurement (3) of the silicon nitride film is dry-etching rate ratio (silicon nitride / coating-type underlayer film) on the substrate for the coating-type underlayer film of the present invention, was used for CHF 3 gas as an etching gas.

본 발명의 도포형 하층막에 대한 기판상의 폴리실리콘막과의 드라이 에칭 속도비(폴리실리콘/도포형 하층막)의 측정(4)은, Cl2 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.Measuring (4) the dry-etching rate ratio (polysilicon / coating-type underlayer film) and the polysilicon film on the substrate for the coating-type underlayer film of the present invention, were used for Cl 2 gas as the etching gas.

굴절율 n과 광학 흡광계수 kRefractive index n and optical extinction coefficient k 굴절율 n
(파장 248nm)
Refractive index n
(Wavelength: 248 nm)
광학 흡광계수 k
(파장 248nm)
Optical extinction coefficient k
(Wavelength: 248 nm)
굴절율 n
(파장 193nm)
Refractive index n
(Wavelength 193nm)
광학 흡광계수 k
(파장 193nm)
Optical extinction coefficient k
(Wavelength 193nm)
실시예 1Example 1 1.801.80 0.700.70 1.491.49 0.410.41 실시예 2Example 2 1.621.62 0.870.87 1.541.54 0.320.32 실시예 3Example 3 1.601.60 0.640.64 1.601.60 0.280.28 실시예 4Example 4 1.481.48 0.680.68 1.611.61 0.210.21 비교예 1Comparative Example 1 1.471.47 0.470.47 비교예 2Comparative Example 2 1.821.82 0.340.34

드라이 에칭 속도비Dry etching rate ratio 측정Measure (1)(One) (2)(2) (3)(3) (4)(4) 실시예 1Example 1 0.90.9 6.26.2 5.15.1 3.73.7 실시예 2Example 2 0.90.9 6.26.2 5.05.0 3.73.7 실시예 3Example 3 1.01.0 7.07.0 4.54.5 3.13.1 실시예 4Example 4 1.11.1 5.05.0 3.93.9 2.52.5 비교예 1Comparative Example 1 1.31.3 3.73.7 2.82.8 2.02.0 비교예 2Comparative Example 2 1.41.4 3.43.4 2.52.5 1.81.8

이에 의해 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료는, 종래의 고에틸레이트성 반사 방지막과는 달리, 포토레지스트에 가까운 또는 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비, 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖고, 나아가 반사 방지막으로서의 효과도 함께 가질 수 있는, 우수한 도포형 하층막을 제공할 수 있는 것을 알았다.As a result, the coated underlayer film material for lithography of the present invention has a selectivity of a dry etching rate that is close to the photoresist or smaller than that of the photoresist, and a smaller dry etching than the semiconductor substrate, unlike the conventional high-ethylate antireflection film. It was found that it is possible to provide an excellent coating type underlayer film having a selectivity of speed and further having an effect as an antireflection film.

본 발명은, 나프탈렌 유도체를 주쇄에 포함하는 수지를 이용하여 형성되는 도포형 하층막 및 이 도포형 하층막을 형성하기 위한 도포형 하층막 형성 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a coating type underlayer film formed by using a resin containing a naphthalene derivative in a main chain and a coating type underlayer film forming composition for forming the coating type underlayer film.

본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물에 의해, 도포형 하층막의 상층부와 인터 믹싱을 일으키지 않고, 양호한 포토레지스트 패턴 형상을 형성할 수 있다.By the coating type underlayer film forming composition of this invention, a favorable photoresist pattern shape can be formed, without intermixing with the upper layer part of a coating type underlayer film.

본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물에는 기판으로부터의 반사를 효율적으로 억제하는 성능을 부여할 수도 있어, 반사 방지막으로서의 효과를 함께 가질 수도 있다. The coating type underlayer film forming composition of this invention can also be given the performance which suppresses reflection from a board | substrate efficiently, and can also have the effect as an antireflection film together.

본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물에 의해, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 우수한 도포형 하층막을 제공할 수 있다.By the coating type underlayer film forming composition of this invention, the outstanding application type which has a selection ratio of the dry etching rate near a photoresist, a selection ratio of the small dry etching rate compared with a photoresist, and a selection ratio of the small dry etching rate compared with a semiconductor substrate An underlayer film can be provided.

레지스트 패턴의 미세화에 따라 레지스트 패턴이 현상 후에 무너지는 것을 방지하기 위해 포토레지스트의 박막화가 이루어지고 있다. 이와 같은 박막 레지스트에서는, 레지스트 패턴을 에칭 프로세스로 그 하층막에 전사하고, 이 하층막을 마스크로 하여 기판 가공을 행하는 프로세스나 레지스트 패턴을 에칭 프로세스로 이 하층막에 전사하고, 나아가 하층막에 전사된 패턴을 다른 가스 조성을 이용하여 이 하층막에 전사하는 공정을 반복하고, 최종적으로 기판 가공을 행하는 프로세스가 있다. 본 발명의 도포형 하층막 및 그 형성 조성물은 이 프로세스에 유효하고, 본 발명의 도포형 하층막을 이용하여 기판을 가공할 때는, 가공 기판(예를들어, 기판상의 열산화 규소막, 질화규소막, 폴리실리콘막 등)에 대해 충분히 에칭 내성을 갖는 것이다. In order to prevent the resist pattern from collapsing after development as the resist pattern is miniaturized, the photoresist is thinned. In such a thin film resist, the resist pattern is transferred to the lower layer film by an etching process, the process of performing substrate processing using the lower layer film as a mask, or the resist pattern is transferred to the lower layer film by an etching process, and further transferred to the lower layer film. There exists a process of repeating the process of transferring a pattern to this underlayer film using a different gas composition, and finally performing substrate processing. The coating type underlayer film of this invention and its formation composition are effective for this process, and when processing a board | substrate using the coating type underlayer film of this invention, a processed substrate (for example, a thermal silicon oxide film, a silicon nitride film, Polysilicon film or the like).

한편, 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위해, 도포형 하층막 드라이 에칭 시에 레지스트 패턴과 도포형 하층막을 포토레지스트 현상 시의 패턴 폭 보다 좁게하는 프로세스도 사용되기 시작했다. 본 발명의 도포형 하층막 및 그 형성 조성물은 이 프로세스에 유효하고, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택성을 갖는 것이다.On the other hand, in order to obtain a fine resist pattern, the process of making a resist pattern and a coating type underlayer film narrower than the pattern width at the time of photoresist image development also began to be used at the time of application type underlayer film dry etching. The coating type underlayer film of this invention and its formation composition are effective for this process, and have a selectivity of the dry etching rate close to a photoresist.

그리고, 본 발명의 도포형 하층막은, 평탄화막, 레지스트 하층막, 포토레지스트층의 오염 방지막, 드라이 에칭 선택성을 갖는 막으로 이용할 수 있다. 이에 의해 반도체 제조의 리소그래피 프로세스에서의 포토레지스트 패턴 형성을 용이하게, 그리고 좋은 정밀도로 행할 수 있게 된다.And the coating type underlayer film of this invention can be used as a film | membrane which has a anti-fouling film of a planarization film, a resist underlayer film, a photoresist layer, and dry etching selectivity. Thereby, the photoresist pattern formation in the lithography process of semiconductor manufacture can be performed easily and with high precision.

본 발명은, 포토레지스트층과의 인터 믹싱이 일어나지 않고, 우수한 포토레지스트 패턴을 얻을 수 있고, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 도포형 하층막 재료는, 248nm, 193nm, 157nm 등의 파장의 조사광을 미세 가공에 사용할 때에 기판으로부터의 반사광을 효과적으로 흡수하는 효과를 부여할 수 있다.The present invention is free of intermixing with a photoresist layer, provides excellent photoresist patterns, and has a small dry etching compared to a photo-type underlayer film for lithography having a selectivity of a dry etching rate close to the photoresist and a photoresist. A coating type underlayer film for lithography having a selectivity of speed and a coating type underlayer film for lithography having a selectivity of a dry etching rate smaller than that of a semiconductor substrate are provided. Moreover, the coating type underlayer film material of this invention can give the effect which absorbs the reflected light from a board | substrate effectively when using irradiation light of wavelength 248 nm, 193 nm, 157 nm, etc. for microfabrication.

본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물은, 하층막 형성 조성물을 도포 방식, 예를 들어 스피너 등을 이용하여 기판상에 도포하고, 가열함으로써 용이하게 하층막을 형성할 수 있다.The coating type underlayer film forming composition of this invention can form an underlayer film easily by apply | coating an underlayer film forming composition on a board | substrate using a coating method, for example, a spinner, etc., and heating.

이들 성질을 이용하여 배선 폭이 작은 미세 가공을 필요로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 다층막을 필요로하는 프로세스에 적용할 수 있다.By using these properties, it can be applied to a process requiring a multilayer film for the manufacture of a semiconductor device requiring microfabrication with a small wiring width.

Claims (12)

하기 일반식 (1):General formula (1) below: [화학식 1][Formula 1]
Figure 112013072695692-pct00044
Figure 112013072695692-pct00044
(식 중, (Wherein, A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내며, 상기 방향족기는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환이고,A represents an organic group having an aromatic group, the aromatic group is a heterocyclic ring containing hetero atoms such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, or nitrogen atom thereof, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m1 represents the integer of 1-6 by the number of A, m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m2 is an integer of 0 to 5 as the number of R 1 , m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고, m1 + m2 is an integer of 1-6, the remainder in cases other than 6 represents a hydrogen atom, n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)n represents a repeating unit of 2 to 7000.) 로 나타내는 화합물을 포함하는 Containing the compound represented by 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.Coating type underlayer film forming composition for lithography.
하기 일반식 (2):General formula (2) below: [화학식 2](2)
Figure 112013072695692-pct00045
Figure 112013072695692-pct00045
(식 중, (Wherein, A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내며, 상기 방향족기는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환이고,A represents an organic group having an aromatic group, the aromatic group is a heterocyclic ring containing hetero atoms such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, or nitrogen atom thereof, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m1 represents the integer of 1-6 by the number of A, m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m2 is an integer of 0 to 5 as the number of R 1 , m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고, m1 + m2 is an integer of 1-6, the remainder in cases other than 6 represents a hydrogen atom, n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타내고, n represents a repeating unit of 2 to 7000, Ar1은 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 방향족기이다.)Ar 1 is an unsubstituted or aromatic group substituted with a carboxylic acid, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group.) 로 나타내는 화합물을 포함하는 Containing the compound represented by 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.Coating type underlayer film forming composition for lithography.
하기 일반식 (3):General formula (3) below: [화학식 3](3)
Figure 112013072695692-pct00046
Figure 112013072695692-pct00046
(식 중, (Wherein, X는 단결합, 메틸렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, X represents a single bond, a methylene group, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a divalent hydrocarbon group having an ether bond having 2 to 10 carbon atoms, or a carbonyl group, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Z represents a linking group represented by -O-, -OC (= O)-, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고 Ar 2 represents an unsubstituted or aromatic ring substituted with a carboxylic acid, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, or a halogen group, and A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내며, 상기 방향족기는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환이고,A represents an organic group having an aromatic group, the aromatic group is a heterocyclic ring containing hetero atoms such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, or nitrogen atom thereof, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m1 represents the integer of 1-6 by the number of A, m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m2 is an integer of 0 to 5 as the number of R 1 , m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고, m1 + m2 is an integer of 1-6, the remainder in cases other than 6 represents a hydrogen atom, n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)n represents a repeating unit of 2 to 7000.) 로 나타내는 화합물을 포함하는 Containing the compound represented by 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.Coating type underlayer film forming composition for lithography.
하기 일반식 (4):General formula (4) below: [화학식 4][Formula 4]
Figure 112013072695692-pct00047
Figure 112013072695692-pct00047
(식 중, (Wherein, X는 단결합, 메틸렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, X represents a single bond, a methylene group, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a divalent hydrocarbon group having an ether bond having 2 to 10 carbon atoms, or a carbonyl group, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Z represents a linking group represented by -O-, -OC (= O)-, Ar1은 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 방향족기이고, Ar 1 is an unsubstituted or aromatic group substituted with a carboxylic acid, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고 Ar 2 represents an unsubstituted or aromatic ring substituted with a carboxylic acid, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, or a halogen group, and R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m1 represents the integer of 1-6 by the number of A, m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m2 is an integer of 0 to 5 as the number of R 1 , m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고, m1 + m2 is an integer of 1-6, the remainder in cases other than 6 represents a hydrogen atom, n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)n represents a repeating unit of 2 to 7000.) 로 나타내는 화합물을 포함하는 Containing the compound represented by 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.Coating type underlayer film forming composition for lithography.
하기 일반식 (5)General formula (5) [화학식 5][Chemical Formula 5]
Figure 112013072695692-pct00048
Figure 112013072695692-pct00048
(식 중, (Wherein, X는 단결합, 메틸렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, X represents a single bond, a methylene group, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, a divalent hydrocarbon group having an ether bond having 2 to 10 carbon atoms, or a carbonyl group, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Z represents a linking group represented by -O-, -OC (= O)-, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고 Ar 2 represents an unsubstituted or aromatic ring substituted with a carboxylic acid, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a sulfonic acid group, or a halogen group, and R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, R 1 represents a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a thiol group, an amino group, or an amide group, m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m1 represents the integer of 1-6 by the number of A, m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m2 is an integer of 0 to 5 as the number of R 1 , m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고, m1 + m2 is an integer of 1-6, the remainder in cases other than 6 represents a hydrogen atom, n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)n represents a repeating unit of 2 to 7000.) 로 나타내는 화합물을 포함하는 Containing the compound represented by 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.Coating type underlayer film forming composition for lithography.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 가교성 화합물을 포함하는 것인 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.The coating type underlayer film forming composition for lithography in which the said coating type underlayer film forming composition contains a crosslinking | crosslinked compound further. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산 발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.The coating type underlayer film forming composition for lithography in which the said coating type underlayer film forming composition further contains an acid, an acid generator, or both. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산 발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.The coating type underlayer film forming composition for lithography in which the said coating type underlayer film forming composition further contains an acid, an acid generator, or both. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성함으로써 얻어지는 리소그래피용 도포형 하층막.The coating type underlayer film for lithography obtained by apply | coating and baking the coating type underlayer film forming composition in any one of Claims 1-5 on a semiconductor substrate. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성하여 도포형 하층막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 제조에 이용되는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.A method of forming a photoresist pattern for use in semiconductor manufacturing, comprising the step of applying the coated underlayer film-forming composition according to any one of claims 1 to 5 onto a semiconductor substrate and firing to form a coated underlayer film. 반도체 기판에 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정, 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.Forming a resist pattern by the process of forming this application | coating type underlayer film by the coating type underlayer film forming composition in any one of Claims 1-5, the process of forming a resist film on it, exposure and image development, on a semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step, a step of etching the coating type underlayer film by a resist pattern, and a step of processing the semiconductor substrate by the patterned coating type underlayer film. 반도체 기판에 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 하드 마스크를 형성하는 공정, 나아가 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 하드 마스크를 에칭하는 공정, 패턴화된 하드 마스크에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정 및 패턴화된 도포 형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.The process of forming this application | coating type underlayer film by the coating type underlayer film forming composition in any one of Claims 1-5, the process of forming a hard mask on it, Furthermore, the process of forming a resist film on it, The process of forming a resist pattern by exposure and development, the process of etching a hard mask by a resist pattern, the process of etching this application underlayer film by a patterned hard mask, and the semiconductor substrate by a patterned application underlayer film A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of processing a metal.
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